專利名稱：容器接縫檢查的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)分析輻射的透射來(lái)進(jìn)行容器接縫的檢查，特別是涉及評(píng)估容器接 縫的完整性的方法。
背景技術(shù)：
諸如用于封裝食品的那些容器需要適當(dāng)且均勻的密封。通常，容器采取三部分的 形式，這三部分為頂部圓形蓋板和底部圓形蓋板以及圓筒體部部分。可以借助于雙重接縫 來(lái)實(shí)現(xiàn)頂板和底板到體部部分的密封，其中，板和體部的邊緣相互環(huán)繞地彎曲以形成(理 想地)氣密密封。在圖1中以橫截面示意性地示出此類雙重接縫。具有接縫寬度SW的容 器接縫100由在體部部分102的邊緣周圍彎曲的頂(或底)板103的邊緣形成。體部部分 彎曲形成體部鉤BH，并且蓋板彎曲形成蓋鉤CH。容器接縫100被形成為具有總外部寬度W。 在邊緣重疊的情況下，限定重疊區(qū)0L。由重疊區(qū)OL的寬度來(lái)限定上間隙UC和下間隙LC。 通常，重疊區(qū)OL決定容器的密封性質(zhì)。如果未適當(dāng)?shù)匦纬芍丿B區(qū)0L，這可能是由于制造缺 陷而引起的許多原因，可能損害容器接縫的密封性質(zhì)。那么，容器內(nèi)的產(chǎn)品可能存在腐爛的 危險(xiǎn)。由于容器接縫的完整性具有關(guān)鍵的重要性，所以已開發(fā)了檢查方法以對(duì)其進(jìn)行評(píng) 估。傳統(tǒng)評(píng)估方法是通過(guò)接縫的橫截面的目測(cè)觀察，這通常涉及獲得與圖1所示類似的外 觀的橫截面。此類方法能夠確定例如重疊的程度，即重疊區(qū)OL的長(zhǎng)度。替換性的方法涉及 跨越平行于蓋板的平面切割接縫，以圖顯示容器接縫圓周周圍的重疊區(qū)OL中的密封程度。 然而，這些傳統(tǒng)方法是耗時(shí)的，需要破壞容器接縫，由于鋒利的切割邊緣而可能對(duì)操作者造 成危險(xiǎn)，并且不能可靠且自動(dòng)地評(píng)估容器接縫的完整性。此類破壞性方法還不可避免地例 如通過(guò)內(nèi)應(yīng)力的釋放而改變接縫本身在制備期間的狀態(tài)，并可能因此不產(chǎn)生在進(jìn)行評(píng)估之 前的接縫狀態(tài)的準(zhǔn)確圖片。因此已開發(fā)了評(píng)估容器接縫完整性的非破壞性方法。在GB2215834中公開了一種 此類方法，其描述使用容器接縫的X射線分析進(jìn)行檢查的方法。引導(dǎo)X射線束跨越容器接 縫以通過(guò)測(cè)量跨越接縫寬度的透射輻射強(qiáng)度的變化來(lái)確定重疊區(qū)的長(zhǎng)度。替換性的公開方 法涉及引導(dǎo)X射線束切線地跨越容器接縫，并處理從分析獲得的圖像以獲得容器接縫的橫 截面圖。這兩種方法都旨在通過(guò)對(duì)圖1所示的重疊區(qū)、特別是重疊區(qū)OL的寬度的分析來(lái)確 定接縫的質(zhì)量。可以通過(guò)使容器相對(duì)于X射線束旋轉(zhuǎn)并獲取連續(xù)圖像來(lái)進(jìn)行整個(gè)容器接縫 的測(cè)量。US 6，953，933還公開了通過(guò)X射線分析來(lái)確定容器接縫的完整性的方法，其中， 通過(guò)跨越容器掃描X射線束來(lái)獲得容器的多個(gè)層之間的空間尺寸的測(cè)量。獲得強(qiáng)度分布曲 線，由此確定容器的尺寸。通過(guò)手動(dòng)破壞性方法或通過(guò)非破壞性X射線分析方法來(lái)確定容器接縫完整性的 上述解決方案具有某些缺點(diǎn)。一個(gè)重要的此類缺點(diǎn)是這些方法在確定容器接縫的總體完整 性方面有困難。如果在接縫周圍存在重疊區(qū)的足夠?qū)挾龋瑒t在很大程度上通過(guò)重疊區(qū)OL中的體部部分102與蓋板103之間的接觸的均勻性來(lái)確定接縫的完整性。例如，圖1所示的 形式的剖視圖或穿過(guò)容器接縫的寬度的平面圖能夠提供重疊區(qū)OL的寬度的指示，但不能 提供在容器接縫的圓周周圍體部部分102與蓋板103之間的接觸如何均勻。在容器工業(yè)中 通常使用術(shù)語(yǔ)‘自由空間’來(lái)描述其中體部部分102與蓋板103之間不存在緊密接觸的重 疊區(qū)OL的量。增加的自由空間的量最終導(dǎo)致容器接縫的故障。目前，只能通過(guò)跨越接縫進(jìn) 行測(cè)量，例如通過(guò)確定容器接縫寬度SW并減去金屬片材料的已知厚度來(lái)估計(jì)自由空間。然 而，這是不準(zhǔn)確的。因此，需要一種確定自由空間的改進(jìn)方法。本發(fā)明的目的是解決一個(gè)或多個(gè)上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
在第一方面，本發(fā)明提供了一種確定容器接縫的完整性的方法，該方法包括在X射線源與X射線檢測(cè)器之間設(shè)置容器接縫；使容器接縫的重疊區(qū)暴露于來(lái)自所述源的輻射；以及根據(jù)由檢測(cè)器在容器接縫的一系列圓周間隔上獲取的對(duì)輻射強(qiáng)度讀數(shù)的變化的 測(cè)量來(lái)確定重疊區(qū)的完整性的指示。在第二方面，本發(fā)明提供了一種確定容器接縫的完整性的裝置，該裝置包括X射線源；X射線檢測(cè)器；測(cè)量平臺(tái)，其被配置為將具有容器接縫的容器設(shè)置在所述X射線源與所述X射線 檢測(cè)器之間以使容器接縫的重疊區(qū)暴露于來(lái)自所述源的輻射；以及計(jì)算設(shè)備，其被配置為接收來(lái)自所述X射線檢測(cè)器的讀數(shù)并控制所述X射線源和 所述測(cè)量平臺(tái)的操作，其中，所述計(jì)算設(shè)備被配置為根據(jù)由檢測(cè)器在容器接縫的一系列圓周間隔上獲取 的對(duì)輻射強(qiáng)度讀數(shù)的變化的測(cè)量來(lái)確定重疊區(qū)的完整性的指示。在第三方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括在其上具有計(jì)算機(jī)程序代 碼裝置的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)程序代碼裝置在所述程序被加載到計(jì)算機(jī)上時(shí)用來(lái) 使計(jì)算機(jī)執(zhí)行本發(fā)明第一方面的過(guò)程。


現(xiàn)在將舉例并參照附圖來(lái)描述本發(fā)明，在附圖中圖1示出容器接縫的示意性側(cè)視橫截面表示；圖2示出被布置為測(cè)量容器接縫的完整性的裝置的示意性頂視圖表示；圖3示出容器接縫的重疊區(qū)的示意性頂視圖橫截面表示；圖4示出來(lái)自密封良好的容器接縫的分析的示例性結(jié)果；圖5示出來(lái)自密封不良的容器接縫的分析的示例性結(jié)果；圖6a和6b示意性地示出替換性的測(cè)量幾何結(jié)構(gòu)之間的容器接縫截面照度的差
已
升；圖7示出通過(guò)容器接縫的示例性X射線透射圖像；圖8a_c示出用不同程度的圖像處理通過(guò)容器的接縫截面獲取的示例性圖像；以
5及圖9示出從通過(guò)完整性程度變化的容器接縫獲取的X射線測(cè)量結(jié)果導(dǎo)出的褶皺幅 度的測(cè)量結(jié)果。
具體實(shí)施例方式上文已相對(duì)于引用的文獻(xiàn)討論了圖1。圖2示出被布置為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置200的示意性表示。在測(cè)量平臺(tái) 上的容器215的任一側(cè)設(shè)置X射線源205和X射線檢測(cè)器210，容器以橫截面示出以圖解要 分析的容器接縫220。所示容器215的橫截面為圓形?？梢苑治銎渌鼨M截面的形狀，而不 脫離本發(fā)明的范圍。圖2強(qiáng)調(diào)X射線幾何結(jié)構(gòu)，由此，X射線源或束點(diǎn)205被設(shè)置在容器接 縫220的外周界250外面。還可以有替換性的幾何結(jié)構(gòu)，由此，束點(diǎn)205被設(shè)置在容器接縫 220的外周界250內(nèi)部，下文相對(duì)于圖6a和6b進(jìn)行描述。從源205發(fā)射的射束225在源205與檢測(cè)器210之間延伸，射束225穿過(guò)容器接 縫220。應(yīng)理解的是可以通過(guò)布置射束225相對(duì)于容器蓋板的平面的傾斜將射束225布置 為在一個(gè)或兩個(gè)區(qū)域230、235中穿過(guò)容器接縫220。優(yōu)選地使源205和檢測(cè)器210布置傾 斜，以便射束225僅穿過(guò)容器接縫220的區(qū)域230、235之一。選擇哪個(gè)區(qū)域可以取決于射 束的寬度和檢測(cè)器的類型，確定在一次測(cè)量中將對(duì)多少容器接縫進(jìn)行分析。檢測(cè)器210可 以是平面檢測(cè)器，即被配置為提供對(duì)覆蓋容器接縫或其一部分的二維平面上的輻射強(qiáng)度的 讀數(shù)。檢測(cè)器210可以可替代地是線檢測(cè)器，被配置為提供對(duì)跨越容器接縫的輻射強(qiáng)度的 一維讀數(shù)。此類線檢測(cè)器優(yōu)選地通常與容器215的縱軸256平行地取向，由容器215的圓 筒形部分來(lái)限定縱軸256。可以有其它取向。在圖2中示出切線240，其在源205與檢測(cè)器210之間的線245與容器接縫220 的外圓周250交叉的點(diǎn)處接觸容器接縫220的外圓周250。線245可以例如是由X射線源 205形成的射束225的中心軸。由此，在切線240與射束線245之間形成角度Φ。如下文將 說(shuō)明的那樣，角度Φ優(yōu)選地使得可以根據(jù)在容器接縫220的一系列圓周間隔上獲取的輻射 強(qiáng)度的變化來(lái)確定容器接縫220的完整性，特別是容器接縫220的重疊區(qū)的完整性。在圖 2中，當(dāng)射束225通過(guò)容器接縫220的第一或第二區(qū)域230、235穿過(guò)容器接縫220時(shí)，用射 束225的寬度來(lái)表示一系列圓周間隔。或者，當(dāng)檢測(cè)器采取線檢測(cè)器的形式時(shí)，可以用由檢 測(cè)器獲取的一系列測(cè)量結(jié)果來(lái)表示一系列圓周間隔，其中，在每次測(cè)量之間可以使容器215 相對(duì)于檢測(cè)器210繞著容器215的縱軸256旋轉(zhuǎn)255?？梢栽谶B續(xù)地或間斷地執(zhí)行此類相 對(duì)旋轉(zhuǎn)，可選地包括檢測(cè)器210的機(jī)械掃描的同時(shí)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)然，可以通過(guò)以物理方式使 容器215旋轉(zhuǎn)或通過(guò)使X射線源205和檢測(cè)器210相對(duì)于容器215旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)容器215相 對(duì)于檢測(cè)器210的旋轉(zhuǎn)255，兩者實(shí)現(xiàn)相同的效果。圖3示出圖2的容器接縫220的第一區(qū)域230的重疊區(qū)的示意性橫截面表示。射 束225的中心線245穿過(guò)包括蓋板103和體部部分102的邊緣的重疊區(qū)。示出了制造缺 陷，將其放大以便更容易說(shuō)明本發(fā)明的效果，采取了蓋板103的邊緣的橫截面中的起伏的 形式。此類起伏可由于蓋板103彎曲距離大于體部部分102而引起的，如通過(guò)考慮圖1顯 而易見的那樣，因?yàn)樯w板的邊緣從更大的起始直徑彎曲，同時(shí)體部部分102的邊緣僅僅彎 曲至略大的直徑。如果不適當(dāng)?shù)乜刂浦圃靺?shù)，這可能導(dǎo)致蓋板103邊緣的翹曲或褶皺。然而，從容器接縫的外部檢查，褶皺可能根本不明顯。通過(guò)使用在上文引用的文獻(xiàn)中概述的前 述方法來(lái)執(zhí)行X射線檢查，翹曲也可能不是立即顯而易見的。以前，分析此類缺陷的方法將 要求在稱為‘下拉’的過(guò)程中與蓋板平行地切割容器接縫以顯示圖3所表示的截面。在此 類過(guò)程中，將接縫切割開并手動(dòng)地進(jìn)行分解，要求操作者在面對(duì)鋒利的邊緣和工具工作時(shí) 技術(shù)熟練并小心謹(jǐn)慎。褶皺將趨向于隨著接縫寬度SW的加寬而出現(xiàn)(圖1)，因?yàn)樵诮涌p內(nèi)部存在更大的 ‘自由空間’。為了進(jìn)行測(cè)量，這需要對(duì)所使用的金屬片的厚度的知識(shí)，該所使用的金屬片可 以變化。本文所述的方法提供了給出接縫中的自由空間量的更直接指示的方法。由中線245和左右端點(diǎn)305、310表示的射束225穿過(guò)容器接縫220的一系列圓周 間隔。由于體部部分102的邊緣是均勻的且射束所對(duì)向的總角度是相對(duì)小的，所以射束225 以每個(gè)間隔穿過(guò)體部部分102的類似厚度。射束225以第一間隔穿過(guò)蓋板103的第一厚度 315、以第二間隔穿過(guò)第二厚度320并以第三間隔穿過(guò)第三厚度325。如從圖中可以看到的 那樣，由于蓋板103相對(duì)于體部部分102翹曲的程度，厚度隨著間隔而變。因此，對(duì)應(yīng)于蓋板 103的起伏，用于每個(gè)間隔的輻射透射的讀數(shù)將相應(yīng)地變化，低強(qiáng)度讀數(shù)鄰近于相對(duì)高強(qiáng)度 的區(qū)域或以其為界限。用X射線束245和平面檢測(cè)器210獲取的單個(gè)“決照’讀數(shù)將足以檢測(cè)蓋板103是 否翹曲以致于危害重疊區(qū)。平面檢測(cè)器210從而可以在單次讀取中測(cè)量容器接縫的一系列 圓周間隔上的輻射強(qiáng)度的變化。然而，優(yōu)選地，進(jìn)行一系列測(cè)量，在測(cè)量之間，可以使容器相 對(duì)于檢測(cè)器210 (和源205)旋轉(zhuǎn)。這將允許構(gòu)建關(guān)于容器接縫220中的此類缺陷(如果有 的話)的分布的較大的概觀圖?；蛘?，如果使用線檢測(cè)器，則將需要通過(guò)使容器相對(duì)于檢測(cè) 器旋轉(zhuǎn)以不同的圓周間隔上獲取的一系列讀數(shù)來(lái)構(gòu)建概觀圖。然而，在兩種情況下，檢測(cè)器 210與源205之間的線245在線245與容器接縫220的外圓周250交叉的點(diǎn)處優(yōu)選地保持 相對(duì)于切線240的相容角度(consistent angle) Φ。在使用平面檢測(cè)器的前一種情況下， 射束225與容器接縫220之間的交叉角度由于射束225所對(duì)向的角度而在該角度Φ周圍 變化，而在使用線檢測(cè)器的后一種情況下，交叉角度是恒定的且等于切線240與射束線245 之間的角度Φ。在與容器215的軸256正交取向的線檢測(cè)器的情況下，可以沿著平行于軸256的 方向機(jī)械地掃描線檢測(cè)器(或容器)，以構(gòu)建容器接縫寬度的圖片。如果使用點(diǎn)檢測(cè)器， 則沿著與軸256平行和正交的兩個(gè)方向機(jī)械地掃描檢測(cè)器，以構(gòu)建容器接縫寬度的每個(gè)圖 片。優(yōu)選地，角度Φ在20與70度之間。更優(yōu)選地，角度Φ在40度與50度之間。角 度Φ的特別優(yōu)選值約為45度。在應(yīng)用于以上每種情況的一般方面，根據(jù)由檢測(cè)器210在容器接縫220的一系列 圓周間隔上獲取的對(duì)輻射強(qiáng)度讀數(shù)的變化的測(cè)量來(lái)確定重疊區(qū)的完整性。圖4示出來(lái)自密封良好的容器接縫的分析的一組示例性結(jié)果。以一系列測(cè)量結(jié)果 的形式表示結(jié)果，每個(gè)測(cè)量結(jié)果415表示在容器接縫的重疊區(qū)的X射線束的所對(duì)向角度上 獲得的二維‘快照’。垂直軸410表示每次測(cè)量之間的容器與檢測(cè)器/源(以度為單位)之 間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，其以10度的間隔在180至350度之間變化。在每個(gè)測(cè)量結(jié)果415內(nèi)，垂直 軸表示通過(guò)容器接縫的重疊區(qū)的位置，即，沿著平行于容器軸256的方向。水平軸405表示射束遠(yuǎn)離射束中心軸的角度，其在這種情況下約從+6至-6度(S卩，約12度的總對(duì)向角度) 變化，讀數(shù)沿著+5至_5度所示的軸，對(duì)應(yīng)于不同的圓周位置。如在圖4中可以看到的那樣，由于容器接縫密封良好，所以沿著垂直和水平軸兩 者幾乎不存在強(qiáng)度讀數(shù)的變化。圖5所示的是以相同的軸表示的已知有缺陷的容器接縫上的類似的一組測(cè)量結(jié) 果。在這種情況下，水平和垂直軸兩者上的輻射強(qiáng)度變化清楚且顯著。獲取跨越水平軸的 變化，可以看到多個(gè)區(qū)域，其中，暗區(qū)域510 (表示較低輻射透射度)在任一側(cè)被亮區(qū)域505、 515(表示較高透射度)包圍。這些區(qū)域因此指示重疊區(qū)受到蓋板翹曲的危害，如上文相對(duì) 于圖3說(shuō)明的那樣。從圖5所示的結(jié)果還可觀察到翹曲影響重疊區(qū)的完整性的范圍。由于進(jìn)行的二維 測(cè)量產(chǎn)生跨越重疊區(qū)以及容器接縫的圓周周圍的輻射強(qiáng)度的讀數(shù)，所以可以確定由被認(rèn)為 要被密封的受影響區(qū)域的平均范圍520所指示的重疊區(qū)的比例。在這種情況下，重疊的百 分比約為50%，即50%的重疊起到適當(dāng)密封的作用。相反，圖4所示的結(jié)果說(shuō)明100%的重 疊密封，因?yàn)椴荒芸吹铰N曲的證明。通過(guò)諸如圖4和5所示的那些結(jié)果的自動(dòng)分析，可以可 靠地確定存在于容器接縫中的重疊程度的指示。自動(dòng)分析此類測(cè)量結(jié)果的方法可以包括對(duì)于每個(gè)系列的圓周間隔計(jì)算通過(guò)重疊 區(qū)的透射輻射變化的一系列指示。如圖5所示，透射輻射的變化提供是否存在褶皺且其達(dá) 到什么范圍的指示。可以通過(guò)許多手段中的任何一種來(lái)獲得變化的指示，所述手段包括例 如通過(guò)確定用于每個(gè)系列圓周間隔的有效RMS(均方根)來(lái)計(jì)算關(guān)于輻射強(qiáng)度的平均值的 偏差?；蛘撸c總平均值的最大偏差的指示可以提供所需指示。后者將提供一組讀數(shù)的‘最 壞情況’，而前者將提供總平均圖片?？商鎿Q地使用確定關(guān)于平均值的變化的其它統(tǒng)計(jì)手 段，諸如計(jì)算方差或標(biāo)準(zhǔn)偏差。獲取跨越重疊區(qū)寬度以及容器接縫的圓周的至少代表性比 例周圍的一組計(jì)算讀數(shù)，將允許對(duì)分析的容器接縫進(jìn)行重疊百分比的測(cè)量。因此，分析方法 的最終結(jié)果可以是例如按百分比計(jì)的容器接縫的質(zhì)量的簡(jiǎn)單數(shù)字指示?？梢韵虿僮髡呋蛳?諸如統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制(SPC)系統(tǒng)的生產(chǎn)控制或質(zhì)量系統(tǒng)提供清楚的‘通過(guò)/未通過(guò)’指示。因 此，被提供此類指示的操作者將不需要非常擅長(zhǎng)解釋如圖4和5所示的那些結(jié)果。本發(fā)明的方面的實(shí)現(xiàn)通常將包括被配置和編程為控制在其上面設(shè)置要分析的容 器的測(cè)量平臺(tái)的操作的計(jì)算設(shè)備(例如通用計(jì)算機(jī))。該計(jì)算設(shè)備可以被配置為操作源205 和檢測(cè)器210，以處理從檢測(cè)器210接收到的讀數(shù)，并例如經(jīng)由顯示器向操作者提供諸如圖 4和5所示的那些指示。該計(jì)算設(shè)備還可以被編程為根據(jù)所述讀數(shù)來(lái)自動(dòng)地確定由輻射強(qiáng) 度變化導(dǎo)出的一個(gè)或多個(gè)上述指示。該計(jì)算設(shè)備可以被配置為操作所述測(cè)量平臺(tái)以根據(jù)需 要使容器旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行一系列的測(cè)量，在該測(cè)量之間使容器接縫相對(duì)于檢測(cè)器旋轉(zhuǎn)。如上所述的本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是獲得一種分析方法，其可以例如作為生產(chǎn)線的一部分 完全自動(dòng)化，并可以在不需要破壞性測(cè)試的情況下提供清楚且簡(jiǎn)單的指示作為已填充容器 上的質(zhì)量控制過(guò)程的一部分。如上所述，可以有圖2所示幾何結(jié)構(gòu)的替換性的幾何結(jié)構(gòu)，其中，將X射線源205 設(shè)置在容器接縫220的外周界250內(nèi)部。在圖6a和6b中示意性地示出使用相對(duì)于圖2所 示‘由外向內(nèi)’幾何結(jié)構(gòu)的此替換性的‘由內(nèi)向外’幾何結(jié)構(gòu)的一個(gè)好處。在每種情況下將 射束610a、610b約束為接近于優(yōu)選角度與容器接縫220交叉，在這種情況下，所述優(yōu)選角
8度約為45度，圖6a和6b圖解在容器接縫220的一個(gè)‘快照’中被照射的接縫截面的范圍 的巨大差異。雖然圖6a所示的‘由外向內(nèi)’幾何結(jié)構(gòu)示出被照射的小的截面620a、620b和 620a' ,620b‘，但圖6b所示的‘由內(nèi)向外，幾何結(jié)構(gòu)示出在X射線束610和容器接縫220 之間的交叉角度的相同極限內(nèi)被照射的大得多的截面630、630'。因此，圖6b的‘由內(nèi)向 外’幾何結(jié)構(gòu)能夠檢查較大的接縫截面，因此需要較少的發(fā)射來(lái)檢查整個(gè)接縫，結(jié)果得到較 高的吞吐量。可以替換地使用例如同時(shí)在容器接縫220周圍的不同位置進(jìn)行測(cè)量的多個(gè)檢測(cè) 器，這也可以加速吞吐量。圖7示出通過(guò)容器接縫710獲取的示例性X射線透射圖像。X射線束所穿過(guò)的金 屬的厚度變化被指示為X射線圖像的亮度變化，暗區(qū)指示金屬的較大厚度。用暗帶來(lái)指示 金屬厚度最大的重疊區(qū)0L，在圖7中在疊加在圖像上的上下界限730a、730b之間突出顯示。 突出顯示不同對(duì)比度的區(qū)域720，其指示重疊區(qū)中的可能的褶皺。然而，在原始圖像中，這些 區(qū)域是不突出的。可以使用圖像處理技術(shù)來(lái)從原始圖像提取有用信息，如在圖7中呈現(xiàn)，以 便強(qiáng)調(diào)此類變化(如果存在的話)。圖8a至8c示出在對(duì)通過(guò)容器接縫的原始X射線透射強(qiáng)度圖像應(yīng)用不同的圖像處 理方法之后獲取的容器接縫的不同視圖?？梢苑奖愕貙?duì)必定以傾斜角度通過(guò)容器接縫拍攝 的圖7的原始圖像進(jìn)行平直化(straighten)以使容器接縫的重疊區(qū)OL與χ軸對(duì)準(zhǔn)，通過(guò) 重疊區(qū)OL和端鉤區(qū)EL的垂直截面表示在y軸上。圖8a示出在此類平直化過(guò)程之后在容 器接縫的10度間隔上獲取的單個(gè)捕捉圖像。可以例如通過(guò)識(shí)別重疊區(qū)OL的特征圖案或通 過(guò)識(shí)別容器接縫的頂部邊緣，接著使所識(shí)別的邊緣與已修改圖像的軸對(duì)準(zhǔn)的保角映射過(guò)程 (conformal mapping process)來(lái)實(shí)現(xiàn)圖7的圖像的平直化。可以通過(guò)對(duì)圖8a的圖像(或者替換地直接向圖7的圖像)中的輻射強(qiáng)度信息應(yīng) 用閾值來(lái)使得可以更清楚地看見由褶皺引起的跨越重疊區(qū)的小的對(duì)比度差異。如圖8b所 示，然后可以使重疊區(qū)中的褶皺的圖案更清晰。此圖像對(duì)應(yīng)于圖4和5所示的快照序列之 一?？梢詧?zhí)行圖像的進(jìn)一步分析以確定容器接縫中的褶皺的計(jì)算范圍，例如以褶皺長(zhǎng)度的 形式，其結(jié)果以所檢測(cè)的‘褶皺圖’的形式在圖8c中示出。由于跨越每個(gè)截面的X射線束與容器接縫之間的角度的變化，將跨越容器接縫來(lái) 測(cè)量表觀厚度的逐漸變化。在圖7所示的原始圖像中，將其表示為從左到右的亮度的下降。 可以通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)應(yīng)用曲線函數(shù)以及通過(guò)如上所述應(yīng)用閾值提供的偏移來(lái)解決由測(cè)量 裝置的幾何結(jié)構(gòu)引起的此變化?？梢詮臏y(cè)量裝置的已知幾何結(jié)構(gòu)導(dǎo)出所述曲線函數(shù)，或者 可以使用多項(xiàng)式曲線擬合函數(shù)來(lái)應(yīng)用所述曲線函數(shù)。通常，四階多項(xiàng)式函數(shù)足以近似如從 檢測(cè)器觀察的容器接縫的曲率效應(yīng)。應(yīng)理解的是呈現(xiàn)圖8a至8c中的圖像是為了說(shuō)明本發(fā)明的方面，但其本身并不是 執(zhí)行本發(fā)明所需的。在實(shí)踐中，將不需要產(chǎn)生此類圖像，除非可能是為了由專家用戶進(jìn)行測(cè) 量系統(tǒng)的校準(zhǔn)。可以自動(dòng)地分析諸如圖7所示的那些圖像序列，并計(jì)算容器接縫的圓周間隔上的 輻射強(qiáng)度的變化。例如，這些變化可以是用于跨越重疊區(qū)的容器接縫周圍的不同線測(cè)量的 RMS計(jì)算的形式。圖9所示的是從具有在100%至50%范圍的已知不同完整性程度的一系 列容器接縫范圍內(nèi)獲取的RMS強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果的圖。圖9示出作為用于容器接縫的通過(guò)容器重疊部分的位置(即自頂部到底部)的函數(shù)的輻射強(qiáng)度的變化，所述容器接縫具有由50、 70、80和100%緊密度額定值指示的不同完整性。對(duì)同一容器將每個(gè)測(cè)量重復(fù)三次以證明 測(cè)量過(guò)程的可重復(fù)性。在y軸上表示的褶皺幅度采取任意單位，并且例如，如圖8b所示，與 在容器接縫周圍測(cè)量的輻射強(qiáng)度的變化有關(guān)。如從圖9中的曲線可以看到的那樣，隨著容器接縫完整性的降低，表示褶皺幅度 的輻射強(qiáng)度變化的總體形狀的曲線變化和最大值增大。對(duì)于所示的每個(gè)結(jié)果而言朝向容器 重疊部分的頂部的該最大值是容器接縫的完整性的直接指標(biāo)。例如，50%完整性的容器接 縫在圖9中被示為具有在1. 5X 10_3與1. 6X 10_3之間的最大值，而具有80%完整性的容器 接縫被示為具有在5X 10_4與6X 10_4之間的最大值。因此可以將此類最大值用作對(duì)容器接 縫完整性的簡(jiǎn)單測(cè)試，從而將整個(gè)測(cè)量過(guò)程縮減至可以根據(jù)所測(cè)量的完整性的特定閾值用 來(lái)產(chǎn)生通過(guò)或不通過(guò)指示的單個(gè)結(jié)果?？梢蕴鎿Q地用跨越容器接縫重疊部分或端鉤區(qū)的最 高與最低褶皺幅度(即輻射變化)值之間的測(cè)量差來(lái)表示最大值。這可以用作用于接縫中 的自由空間量的直接測(cè)量。由于可以使進(jìn)行測(cè)量和后續(xù)圖像分析的過(guò)程自動(dòng)化，所以本發(fā) 明允許相對(duì)不熟練的操作者來(lái)確定容器接縫是否滿足所要求的完整性標(biāo)準(zhǔn)。其它實(shí)施例意在由隨附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于確定容器接縫完整性的方法，該方法包括在X射線源與X射線檢測(cè)器之間設(shè)置容器接縫；使容器接縫的重疊區(qū)暴露于來(lái)自所述源的輻射；以及根據(jù)由檢測(cè)器在容器接縫的一系列圓周間隔上獲取的對(duì)輻射強(qiáng)度讀數(shù)的變化的測(cè)量來(lái)確定重疊區(qū)的完整性的指示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，在一系列測(cè)量中獲取強(qiáng)度讀數(shù)，在所述測(cè)量之間，使 得容器接縫相對(duì)于所述檢測(cè)器繞著容器軸旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述檢測(cè)器是平面檢測(cè)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述檢測(cè)器是線檢測(cè)器。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中，對(duì)于每個(gè)輻射強(qiáng)度讀數(shù)而言，在連接X射線 源和檢測(cè)器的線與所述線和外圓周交叉的點(diǎn)處的容器接縫的外圓周的切線之間，形成在20 與70度之間的角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，以連接X射線源和檢測(cè)器的線與所述線和外圓周的交 叉的點(diǎn)處的容器接縫的外圓周的切線之間的相容角度來(lái)獲取每個(gè)輻射強(qiáng)度讀數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，所述角度在20度與70度之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其中，所述角度在40與50度之間。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中，確定步驟包括針對(duì)一系列圓周間隔計(jì)算通 過(guò)重疊區(qū)的透射輻射的變化的一系列指示。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，確定步驟包括計(jì)算通過(guò)重疊區(qū)的透射輻射的變化的 最大值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的方法，其中，所述一系列指示中的每一個(gè)包括在跨越重疊區(qū) 的不同位置處針對(duì)一系列圓周間隔的輻射強(qiáng)度的RMS值。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，所述一系列指示中的每一個(gè)包括在跨越重疊區(qū)的不 同位置處針對(duì)一系列圓周間隔的與輻射強(qiáng)度平均值的偏差的指示。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中，所述X射線源被設(shè)置在容器接縫的外周界 外面。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)的方法，其中，所述X射線源被設(shè)置在容器接縫的 外周界內(nèi)部。
15.一種確定容器接縫的完整性的裝置，該裝置包括X射線源；X射線檢測(cè)器；測(cè)量平臺(tái)，其被配置為將具有容器接縫的容器設(shè)置在所述X射線源與所述X射線檢測(cè) 器之間以使容器接縫的重疊區(qū)暴露于來(lái)自所述源的輻射；以及計(jì)算設(shè)備，其被配置為接收來(lái)自所述X射線檢測(cè)器的讀數(shù)并控制所述X射線源和所述 測(cè)量平臺(tái)的操作，其中，所述計(jì)算設(shè)備被配置為根據(jù)由檢測(cè)器在容器接縫的一系列圓周間隔上獲取的對(duì) 輻射強(qiáng)度讀數(shù)的變化的測(cè)量來(lái)確定重疊區(qū)的完整性的指示。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中，所述計(jì)算設(shè)備被配置為在一系列測(cè)量中獲取強(qiáng)度 讀數(shù)，在所述測(cè)量之間，使得容器接縫相對(duì)于所述檢測(cè)器旋轉(zhuǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16的裝置，其中，所述檢測(cè)器是平面檢測(cè)器。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中，所述檢測(cè)器是線檢測(cè)器。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中的任一項(xiàng)的裝置，其中，對(duì)于每個(gè)輻射強(qiáng)度讀數(shù)而言，所述 計(jì)算設(shè)備被配置為控制測(cè)量平臺(tái)，使得在連接X射線源和檢測(cè)器的線與所述線和容器接縫 的外圓周的交叉的點(diǎn)處的切線之間，形成在20與70度之間的角度。
20.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中，所述計(jì)算設(shè)備被配置為以連接X射線源和檢測(cè)器的 線與所述線和容器接縫的外圓周的交叉的點(diǎn)處的切線之間的相容角度來(lái)獲取每個(gè)輻射強(qiáng) 度讀數(shù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中，所述角度在20與70度之間。
22.根據(jù)權(quán)利要求18或20的裝置，其中，所述角度在40與50度之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求15至22中的任一項(xiàng)的裝置，其中，所述計(jì)算設(shè)備被配置為針對(duì)一系 列圓周間隔計(jì)算通過(guò)重疊區(qū)的透射輻射的變化的一系列指示。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其中，所述計(jì)算設(shè)備被配置為計(jì)算通過(guò)重疊區(qū)的透射輻 射的變化的最大值。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24的裝置，其中，所述一系列指示中的每一個(gè)包括在跨越重疊 區(qū)的不同位置處針對(duì)一系列圓周間隔的輻射強(qiáng)度的RMS值。
26.根據(jù)權(quán)利要求23或24的裝置，其中，所述一系列指示中的每一個(gè)包括在跨越重疊 區(qū)的不同位置處針對(duì)一系列圓周間隔的與輻射強(qiáng)度平均值的偏差的指示。
27.根據(jù)權(quán)利要求15至26中的任一項(xiàng)的方法，其中，所述X射線源被設(shè)置在容器接縫 的外周界外面。
28.根據(jù)權(quán)利要求15至26中的任一項(xiàng)的方法，其中，所述X射線源被設(shè)置在容器接縫 的外周界內(nèi)。
29.一種參照附圖基本上如本文中所述的確定容器接縫的完整性的方法。
30.一種參照附圖基本上如本文中所述的確定容器接縫的完整性的裝置。
31.一種用于指令計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1至14中的任一項(xiàng)的方法的計(jì)算機(jī)程序。
32.—種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括在其上具有計(jì)算機(jī)程序代碼裝置的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所 述計(jì)算機(jī)程序代碼裝置在所述程序被加載到計(jì)算機(jī)上時(shí)用來(lái)使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1至 14中的任一項(xiàng)的過(guò)程。
全文摘要
一種用于確定容器接縫(220)完整性的方法，該方法包括在X射線源(205)與X射線檢測(cè)器(210)之間設(shè)置容器接縫(220)；使容器接縫(220)的重疊區(qū)(OL)暴露于來(lái)自所述源(205)的輻射；以及根據(jù)由檢測(cè)器(210)在容器接縫(220)的一系列圓周間隔上獲取的對(duì)輻射強(qiáng)度讀數(shù)(505、510、515)的變化的測(cè)量來(lái)確定重疊區(qū)(OL)的完整性的指示。
文檔編號(hào)G01N23/04GK101939637SQ200980102991
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2009年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者J·A·贊德休伊斯 申請(qǐng)人:海因茨·格羅斯約翰;亞歷克西斯·格羅斯約翰